В период ослабления России в годы «боярского правления» в Казани возобладала «военная» партия во главе с новым ханом из Крыма Сафа-Гиреем. Под крымское влияние подпала в 40-е годы и Астрахань. Начались непрерывные набеги казанских и крымских татар на русскую территорию, небывалое опустошение и угон населения. «От Крыма и от Казани до полуземли пусто бяше», — вспоминал впоследствии Иван IV. Наиболее крупным был поход крымского хана Сахиб-Гирея на Москву в 1541 г., в котором вместе с крымцами участвовали отряды ногайцев и астраханских татар, а также османские войска и артиллерия. В эти годы борьба с татарскими ханствами стала самой важной задачей русской внешней политики. Главные усилия были сосредоточены на войне с Казанским ханством, непосредственно граничившим с Россией. К середине XVI в. главной целью русской политики стало завоевание этого государства. В этом же направлении воздействовало на правительство и дворянство, стремившееся к приобретению плодородных земель в Поволжье, и купечество, заинтересованное в беспрепятственной торговле на волжском пути.
Стамбул пытался противостоять русским планам. Крымскому хану Девлет-Гирею в 1552 г. были даны войска и артиллерия для нового похода на Москву. В кочевавшую между Волгой и Яиком Ногайскую орду были направлены послы султана Сулеймана, чтобы обеспечить ее поддержку уже открыто выдвигавшимся планам объединения всех татарских ханств для борьбы против России под протекторатом султана как главы всех мусульман.
Однако Стамбул оказался не в состоянии повлиять решающим образом на развитие событий.
После ряда походов русских войск на Казань в 1547–1550 гг. от ханства отделилась заселенная чувашами так называемая «горная сторона» Волги и перешла в русское подданство. В самой Казани возобладала военная группировка, получившая поддержку враждебных России ногайских мурз. Здесь русские войска столкнулись с упорным сопротивлением.
После взятия Казани в октябре 1552 г. война продолжалась вплоть до конца 50-х годов. Еще до ее окончания под русский протекторат попало, а затем в 1556 г. было присоединено к России лежавшее в низовьях Волги небольшое и слабое Астраханское ханство. Перешла на русскую сторону и оказалась в вассальной зависимости от России и Ногайская орда. Наконец, начались сношения русского правительства с адыгейскими и кабардинскими князьями, искавшими в Москве защиты от крымского хана и султана. Все это означало резкое усиление русского влияния в регионе за счет ослабления там позиций Османской империи. Русские политики во второй половине 50-х годов XVI в. серьезно планировали ликвидацию последнего форпоста османской экспансии в регионе — Крымского ханства. Осуществление такого плана было возможно лишь в союзе с Великим княжеством Литовским; опасаясь чрезмерного усиления России, оно на это не пошло.
Потерпевшая поражение Османская империя не хотела смириться с неудачей: утверждение Российского государства в низовьях Волги и на Северном Кавказе затрудняло осуществление захватнических планов османских политиков в отношении Ирана, включавших, в частности, проект нападения на это государство с севера, через кавказские перевалы и Каспийское море. Отсюда попытки исправить положение, предпринятые в 60—70-х годах XVI в., когда основные русские вооруженные силы были вовлечены на западе в тяжелую и длительную Ливонскую войну. Первой крупной акцией такого рода стал поход османских войск на Астрахань в 1569 г., закончившийся полным провалом. Затем последовали в 1571–1572 гг. крупные вторжения татар с участием османских войск и артиллерии, чтобы добиться отказа России от Астрахани. В 1571 г. хан добился известного успеха, дойдя до самой Москвы, но в 1572 г. русское войско нанесло крымцам серьезное поражение в битве при Молодях. Стратегическая цель османских и крымских политиков не была достигнута. Русское влияние на Северном Кавказе было лишь временно ослаблено, но отнюдь не сведено на нет.
Опасность, преодоленная после битвы при Молодях, через несколько лет снова стала серьезной. В 70—80-е годы Османская империя на вершине внешнеполитических успехов достигла своих максимальных границ. Вслед за завоеванием Кипра, а затем Йемена в конце 70-х годов началась новая победоносная война с сефевидским Ираном. Постепенно турецкие войска утвердили протекторат над грузинскими царствами, овладели Курдистаном, Арменией и Ширваном. Появление османов в Ширване означало новую угрозу русскому Поволжью. В 80-е годы русское правительство снова выступило с инициативой создания коалиции против османов, начав переговоры о союзе с Ираном и Речью Посполитой, одной из целей которого должно было стать упразднение османского протектората над Крымским ханством. Однако господствующий класс Речи Посполитой предпочел следовать своей традиционной политике, а Иран оказался не в состоянии продолжать войну и пошел на признание османских завоеваний по мирному договору 1590 г.
Если в этом направлении политика русского правительства оказалась безрезультатной, то в иных отношениях именно в последней трети XVI в. им были приняты меры, последствия которых имели существенное влияние на развитие взаимоотношений восточноевропейских государств с Османской империей. Драматические события 1569–1572 гг. послужили толчком не только для основательной реорганизации сторожевой службы, но и для создания вдоль южного берега Оки своеобразного оборонительного рубежа — Засечной черты длиной 500 км, — опиравшегося на систему укреплений и лесных завалов; создается и сеть крепостей на месте сторожевых пунктов к югу от Оки. Система обороны была разрушена в годы Смуты, но к середине 30-х годов XVII в. Засечная черта была восстановлена и правительство приступило к созданию расположенной значительно южнее от Оки Белгородской черты (800 км), по мощности укреплений превосходившей старую линию. Насыщенная значительными войсками, Белгородская черта (ее строительство завершилось в 1653 г.), как надежный барьер, преградила путь татарским войскам. Набеги татар в середине 40-х годов XVII в., когда, прорвав оборону, они взяли полон в ряде русских пограничных уездов, стали последними. После этого они нападали почти исключительно на лишенные такой линии обороны украинские земли. В полном объеме последствия происшедших перемен сказались уже во второй половине XVII в.
Русское правительство сумело добиться успеха не только потому, что систематически бросало на его достижение огромные материальные и людские ресурсы: он был в значительной мере обусловлен тем, что созданию «засечных черт» предшествовала, а затем и сопутствовала крестьянская колонизация земель русского черноземья. Именно из этой среды и происходили значительные контингенты постоянных защитников рубежей русской обороны.
Процесс колонизации запустевших от нашествия Золотой Орды, а затем от набегов крымцев земель юга развивался не только в России, но с большой интенсивностью и на юге Украины, хотя здесь население не всегда могло рассчитывать на сколько-нибудь надежную охрану. Главным стимулом, заставлявшим русских, украинских, а отчасти и белорусских крестьян уходить на пограничье и жить в условиях постоянной угрозы со стороны кочевников, было стремление избавиться от усиливавшегося крепостнического гнета. Немалая часть беглых здесь вливалась в ряды вольного казачества. Примерно с середины XVI в. возникали казацкие поселения на Дону и в Запорожье, на самой границе османских владений в Восточной Европе. Уже с этого времени казаки постоянно вели «малую войну» с крымскими улусами и гарнизонами турецких крепостей в Причерноморье, ставшую для казачества одним из постоянных источников существования.
Во второй половине XVI в. казаки наносили серьезный ущерб Орде, существенно ограничивая возможности ее набегов. Размах их действий постепенно увеличивался, выходя за рамки локальных конфликтов. В 70-е годы XVI в. отряды запорожских казаков неоднократно приходили на помощь выступавшим против османов жителям Молдавского княжества, даже выдвигали из своей среды претендентов на молдавский господарский трон. Казачество становилось самостоятельной силой, способной оказывать серьезное влияние на развитие международных отношений в Причерноморье. Традиция совместной борьбы казачества и балканских народов получила свое продолжение во время так называемой Долгой войны между Османской империей и Габсбургами на рубеже XVI–XVII вв.
Хотя к началу 70-х годов XVI в. держава османов, казалось, находилась на вершине могущества, в действительности она уже вступила в полосу затяжного внутреннего социального кризиса. Падала боеспособность османского войска. На Балканах социальные противоречия переплетались с национальными. Стремясь во время постоянных войн пополнить пустующую казну, правительство султана ликвидировало податные привилегии ряда прослоек местного «военно-служилого» населения, оказавшегося с продвижением османской границы на северо-запад не на пограничье, а в тылу. В результате здесь появилась сила, способная организовать борьбу масс, недовольных османским господством. Выход из трудностей великий везир Синан-паша, правивший делами при неспособном султане Мураде III, искал на традиционном пути — в подготовке новой войны, на этот раз с Габсбургами.
Однако уже в первые годы развязанной османским правительством войны (1593–1606 гг.) выяснилась ошибочность этих расчетов. От Османской империи отпали и перешли на сторону Габсбургов Дунайские княжества и Трансильвания. Армия императора Рудольфа II добилась определенных успехов, войска валашского господаря Михая Храброго нанесли серьезное поражение османам, перенеся военные действия на земли к югу от Дуная. Валашскому войску активно помогали отряды болгарских и сербских гайдуков, а после первых побед над османами начались волнения и в тылу османской армии, на болгарских землях. Приняли участие в войне и большие отряды украинского казачества во главе с будущим вождем народного восстания Северином Наливайко.
Поражения османов в начавшейся войне и восстания джалалиев, в результате которых значительная часть Малой Азии фактически вышла из-под власти Стамбула, явились стимулом для нового правителя Ирана шаха Аббаса, сумевшего укрепить центральную власть и реорганизовать армию, и в 1603 г. возобновить войну с османами. Свои действия шах стремился координировать с европейскими противниками Порты, направив на рубеже XVI–XVII вв. несколько посольств в страны Западной Европы.